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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter für eine Aufladevorrichtung und eine Aufladevorrichtung mit einem entsprechenden Verdichter.
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Hintergrund der Erfindung
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Immer mehr Fahrzeuge der neueren Generation werden mit Aufladevorrichtungen ausgestattet. Um die Anforderungsziele und gesetzlichen Auflagen zu erreichen, gilt es die Entwicklung im gesamten Antriebsstrang voranzutreiben und sowohl die einzelnen Komponenten als auch das System als Ganzes bezüglich ihrer Zuverlässigkeit und Effizienz zu optimieren.
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Bekannt sind zum Beispiel Abgasturbolader, bei denen eine Turbine mit einem Turbinenrad vom Abgasstrom des Verbrennungsmotors angetrieben wird. Ein Verdichter mit einem Verdichterrad, das mit dem Turbinenrad auf einer gemeinsamen Welle angeordnet ist, verdichtet die für den Motor angesaugte Frischluft. Dadurch wird die Luft- bzw. Sauerstoffmenge, die der Motor zur Verbrennung zur Verfügung hat erhöht, was wiederum zu einer Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors führt.
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Verdichter können auch in elektrisch unterstützten Abgasturboladern oder entkoppelt vom Abgasturbolader, beispielsweise in mechanisch oder elektrisch angetriebenen Verdichtern oder zum Beispiel in Kombination mit einer Luftversorgung für einen Brennstoffzellenmotor zum Einsatz kommen.
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Bekannte Verdichter umfassen ein Verdichtergehäuse, in dem ein Verdichterrad angeordnet ist. Die Frischluft wird durch einen Verdichtereinlass angesaugt, von dem Verdichterrad beschleunigt und verlässt den Verdichter über eine Spirale. Bei bekannten Verdichtern ist die Kontur des Wandteils an der Innenseite des Verdichtergehäuses, die dem Verdichterrad gegenüberliegt und das Verdichterrad umgibt, maschinell bearbeitet, um einen Spalt zwischen dem Verdichterrad und dem Verdichtergehäuse möglichst gering zu halten. Diese Bearbeitung ist zeit- und kostenaufwändig und das Ergebnis aufgrund von Toleranzen oft trotzdem nicht zufriedenstellend, was sich negativ auf die Effizienz und die Betriebseigenschaften des Verdichters auswirken kann.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es demnach einen effizienteren und einfach herzustellenden Verdichter bereitzustellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter für eine Aufladevorrichtung gemäß Anspruch 1 und eine Aufladevorrichtung gemäß Anspruch 15.
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Der erfindungsgemäße Verdichter für eine Aufladevorrichtung umfasst ein Verdichtergehäuse und ein Verdichterrad mit einer Mehrzahl an Schaufeln, wobei das Verdichterrad in dem Verdichtergehäuse angeordnet ist. Der Verdichter weist außerdem einen Ringeinsatz auf, wobei der Ringeinsatz in einer umlaufenden Nut im Verdichtergehäuse angeordnet ist, so dass der Ringeinsatz zumindest Teile der Mehrzahl an Schaufeln radial außen umlaufend umgibt. Durch den Ringeinsatz ist es möglich den Spalt zwischen dem Verdichterrad (genauer genommen (einem Teil) der Schaufeln des Verdichterrads) und dem Ringeinsatz zu minimieren, so dass er gegen Null geht. Ein kleinerer Spalt kann einerseits die Betriebseigenschaften (gleichmäßigere Leistung und weniger Pumpen) sowie die Effizienz des Verdichters verbessern und andererseits die Leistungsfähigkeit des Motors bzw. kompletten Antriebsstrangs erhöhen. Außerdem kann ein geringerer Spalt zu einem reduzierten Kraftstoffverbrauch beitragen. Des Weiteren kann der Ringeinsatz kostengünstig als separates Bauteil gefertigt werden und dann sehr einfach in das Verdichtergehäuse eingesetzt werden.
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In Ausgestaltungen kann eine Form einer radial innenliegenden Umfangsfläche des Ringeinsatzes an eine, durch zumindest einen Teil der Außenkanten, von zumindest einem Teil der Schaufeln des Verdichterrads, beschriebene Kontur angepasst sein.
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In Ausgestaltungen, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Ringeinsatz ein Material umfassen, das weicher ist als ein Material zumindest der Schaufeln des Verdichterrads. Dadurch, dass der Ringeinsatz ein Material umfasst, das weicher ist als das Material der Schaufeln, wird die Gefahr von Schäden an dem Verdichterrad, die bei herkömmlichen Verdichtern durch den Kontakt der Schaufeln des Verdichterrads mit der gegenüberliegenden Wand des Verdichtergehäuses im Betrieb des Verdichters entstehen können, eliminiert bzw. verringert. Falls es zu einem Kontakt zwischen Verdichterrad und Ringeinsatz kommt, können von den relativ gesehen härteren Schaufeln des Verdichterrads geringste Teile des Ringeinsatzes abgetragen werden. Dadurch kann sich die Lebensdauer für den gesamten Verdichter verlängern. Der Ringeinsatz kann komplett aus einem Material gefertigt sein, das weicher ist als das Material der Schaufeln des Verdichterrads. Alternativ kann der Ringeinsatz mehrere Materialschichten umfassen, wobei zumindest die radial innenliegende Umfangsfläche ein Material umfasst, das weicher ist als ein Material der Schaufeln des Verdichterrads. Die mehreren Materialschichten können in radialer Richtung nach außen übereinander angeordnet sein. Der Ringeinsatz kann auch einen Kern umfassen, der beschichtet ist, wobei die Beschichtung ein Material umfasst, das weicher ist als das Material der Schaufeln des Verdichterrads. Insbesondere kann ein Material des Kerns härter sein als das Material der Beschichtung. Die Beschichtung kann nur an der radial innenliegenden Umfangsfläche des Ringeinsatzes angeordnet sein. Alternativ kann die Beschichtung vollständig um den Kern des Ringeinsatzes angeordnet sein.
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In Ausgestaltungen, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Ringeinsatz ein Material umfassen, das federelastische Eigenschaften aufweist.
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In Ausgestaltungen, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Ringeinsatz federelastische Eigenschaften aufweisen und nach dem Prinzip eines Kolbenrings aufgebaut sein.
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In Ausgestaltungen, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann eine radial innenliegende Umfangsfläche des Ringeinsatzes ein konvex gewölbtes Profil aufweisen. Aufgrund der Wölbung kann es, insbesondere bei einem Einlaufvorgang des Verdichters, zum Kontakt zwischen den Schaufeln des Verdichterrads und dem Ringeinsatz kommen, so dass die Schaufeln Material an der radial innenliegenden Umfangsfläche abtragen. Durch dieses Abtragen kann die Form der radial innenliegenden Umfangsfläche des Ringeinsatzes noch besser an die Außenkontur der Schaufeln angepasst werden, so dass dann im Betrieb des Verdichters der Spalt zwischen dem Ringeinsatz und den Schaufeln gegen Null gehen kann. Wie schon weiter oben erwähnt, kann ein kleinerer Spalt einerseits die Effizienz des Verdichters und andererseits die Leistungsfähigkeit des Motors bzw. kompletten Antriebsstrangs erhöhen. Außerdem kann ein geringerer Spalt zu einem reduzierten Kraftstoffverbrauch beitragen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, selbst wenn es im Verlauf des späteren Betriebs des Verdichters zu einem Kontakt zwischen den Schaufeln des Verdichterrads und dem Ringeinsatz kommt, aufgrund des weicheren Materials des Ringeinsatzes in diesem Bereich, Schäden am Verdichterrad vermieden werden können. Dadurch kann die Lebensdauer des Verdichters erhöht werden.
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In Ausgestaltungen, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Ringeinsatz ausgelegt sein, so dass es bei einem Einlaufvorgang des Verdichters gezielt zu Kontakt zwischen zumindest einem Teil der Schaufeln des Verdichterrads und dem Ringeinsatz kommt, so dass Material von einer radial innenliegenden Umfangsfläche des Ringeinsatzes abgetragen wird. Durch diese gezielte Abtragung des Materials kann die Kontur des Ringeinsatzes an der radial innenliegenden Umfangsfläche exakt an die Kontur des Verdichterrads (bzw. (einem Teil) der Schaufeln des Verdichterrads) angepasst werden. Dadurch kann, wie schon beschrieben, der Spalt zwischen dem Verdichterrad und dem Ringeinsatz im Betrieb auf ein gegen Null gehendes Minimum reduziert werden.
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In Ausgestaltungen, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann ein Innendurchmesser des Verdichtergehäuses im Bereich eines Verdichtereinlasses größer sein als ein Innendurchmesser des Ringeinsatzes im eingebauten Zustand.
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In Ausgestaltungen, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann eine Breite b des Ringeinsatzes, wobei die Breite eine axiale Erstreckung des Ringeinsatzes definiert, ungefähr zwischen 2 und 15 mm, insbesondere zwischen 3 und 12 mm liegen.
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Die Erfindung umfasst außerdem eine Aufladevorrichtung mit einem Verdichter gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen.
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In Ausgestaltungen kann die Aufladevorrichtung ein Abgasturbolader sein und außerdem eine Turbine umfassen. Der Abgasturbolader kann ein elektrisch unterstützter Abgasturbolader sein und einen Elektromotor umfassen. Insbesondere kann der Abgasturbolader außerdem ein Lagergehäuse umfassen, wobei der Elektromotor im Bereich des Lagergehäuses zwischen der Turbine und dem Verdichter angeordnet sein kann. Alternativ kann die Aufladevorrichtung einen Elektromotor umfassen und der Verdichter rein elektrisch angetrieben werden.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt einen Schnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verdichters;
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ringeinsatzes eines erfindungsgemäßen Verdichters;
- 3 zeigt eine Detailansicht eines Querschnitts eines Ringeinsatzes eines erfindungsgemäßen Verdichters.
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Detaillierte Beschreibung
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Im Folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele für den erfindungsgemäßen Verdichter 10 beschrieben. Alle im Folgenden beschriebenen Details und Vorteile gelten sowohl für den Verdichter 10 als auch für eine Aufladevorrichtung mit einem entsprechenden Verdichter. Im Rahmen dieser Anmeldung beziehen sich radiale Flächen/Ebenen auf Flächen/Ebenen, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 400 des Verdichters 10 angeordnet sind.
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1 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Verdichters 10. Der Verdichter 10 weist ein Verdichtergehäuse 100 und ein Verdichterrad 200 mit einer Mehrzahl an Schaufeln 210 auf, wobei das Verdichterrad 200 in dem Verdichtergehäuse 100 angeordnet ist. Der Verdichter 10 umfasst außerdem einen Ringeinsatz 300, wobei der Ringeinsatz 300 in einer umlaufenden Nut 110 im Verdichtergehäuse 100 angeordnet ist, so dass der Ringeinsatz 300 zumindest Teile der Mehrzahl an Schaufeln 210 radial außen umlaufend umgibt. Die Nut 110 ist entlang des Umfangs an einer Innenwand 120 des Verdichtergehäuses 100 im Bereich eines Verdichtereinlasses 130 angeordnet. Die Formulierung „zumindest Teile der Mehrzahl an Schaufeln“ bedeutet einerseits, dass eventuell nicht alle Schaufeln 210 von dem Ringeinsatz 300 radial außen umgeben sind, wenn die Schaufeln beispielsweise axial versetzt angeordnet sind. Andererseits ist darunter auch zu verstehen, dass nicht unbedingt komplette Schaufeln 210 radial umgeben sind, da sich der Ringeinsatz 300 nicht über die komplette axiale Länge der Schaufeln 300 erstreckt, sondern zum Beispiel nur den oder Teile des radial äußeren Kantenbereichs der Schaufeln 210 umgibt. In bekannten Verdichtergehäusen ist die Kontur der Wand, die das Verdichterrad umgibt, maschinell bearbeitet, um einen möglichst geringen Spalt zwischen Verdichterrad und Verdichtergehäuse zu realisieren. Diese Bearbeitung ist zeit- und kostenaufwändig und das Ergebnis aufgrund von Toleranzen oft trotzdem nicht zufriedenstellend. Durch den Ringeinsatz 300 ist es möglich den Spalt zwischen dem Verdichterrad 200 (genauer genommen (einem Teil) der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200) und dem Ringeinsatz 300 zu minimieren, so dass er gegen Null geht. Ein kleinerer Spalt kann einerseits die Betriebseigenschaften (gleichmäßigere Leistung und weniger Pumpen) sowie die Effizienz des Verdichters 10 verbessern und andererseits die Leistungsfähigkeit des Motors bzw. kompletten Antriebsstrangs erhöhen. Außerdem kann ein geringerer Spalt zu einem reduzierten Kraftstoffverbrauch beitragen. Des Weiteren kann der Ringeinsatz 300 kostengünstig als separates Bauteil gefertigt werden und dann sehr einfach in das Verdichtergehäuse 100 eingesetzt werden.
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Die Form der radial innenliegenden Umfangsfläche 310 des Ringeinsatzes 300 ist an eine, durch zumindest einen Teil der Außenkanten, von zumindest einem Teil der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200, beschriebene Kontur angepasst. Die radial innenliegende Umfangsfläche 310 bezieht sich dabei auf die Fläche des Ringeinsatzes 300, die im eingebauten Zustand des Ringeinsatzes 300 im Verdichter 10 direkt den Schaufeln 210 (bzw. zumindest Teilen der Schaufeln 210) des Verdichterrads 200 gegenüberliegt (siehe 1).
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Der Ringeinsatz 300 kann ein Material umfassen, das weicher ist als ein Material zumindest der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200. Dadurch, dass der Ringeinsatz 300 ein Material umfasst, das weicher ist als das Material der Schaufeln 210, wird die Gefahr von Schäden an dem Verdichterrad 200, die bei herkömmlichen Verdichtern durch den Kontakt der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200 mit der gegenüberliegenden Wand des Verdichtergehäuses 100 im Betrieb des Verdichters 10 entstehen können, eliminiert bzw. verringert. Falls es zu einem Kontakt zwischen Verdichterrad 200 und Ringeinsatz 300 kommt, können von den relativ gesehen härteren Schaufeln 210 des Verdichterrads 200 geringste Teile des Ringeinsatzes 300 abgetragen werden. Dadurch kann sich die Lebensdauer für den gesamten Verdichter 10 verlängern. Der Ringeinsatz 300 kann komplett aus einem Material gefertigt sein, das weicher ist als das Material der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200. Alternativ kann der Ringeinsatz 300 mehrere Materialschichten umfassen, wobei zumindest die radial innenliegende Umfangsfläche 310 ein Material umfasst, das weicher ist als ein Material der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200. Die mehreren Materialschichten können in radialer Richtung nach außen übereinander angeordnet sein. Die Schichten sind also konzentrisch zu einer Mittelachse des Ringeinsatzes 300 angeordnet, wobei die Mittelachse im eingebauten Zustand mit der in 1 dargestellten Drehachse 400 des Verdichterrads 200 zusammenfällt.
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Der Ringeinsatz 300 kann auch einen Kern umfassen, der mit einer oder mehreren Materialschichten beschichtet ist, wobei die Beschichtung zumindest ein Material umfasst, das weicher ist als das Material der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200. Insbesondere kann ein Material des Kerns härter sein als das Material bzw. die Materialien der Beschichtung. Die Beschichtung kann nur an der radial innenliegenden Umfangsfläche 310 des Ringeinsatzes 300 angeordnet sein, so dass die den Schaufeln 210 gegenüberliegende Materialschicht das zumindest relativ zu den Schaufeln 210 gesehen weichere Material umfasst. Alternativ kann die Beschichtung vollständig um den Kern des Ringeinsatzes 300 angeordnet sein. Dann ist der Kern vollständig von der Beschichtung umhüllt.
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Der Ringeinsatz 300 kann außerdem ein Material umfassen, das federelastische Eigenschaften aufweist. Es kommen somit unterschiedliche Kombinationen für die Materialauswahl bzw. Materialzusammensetzung für den Ringeinsatz 300 in Frage. So kann der Ringeinsatz 300 komplett aus einem Material gefertigt sein, das sowohl weicher ist als das Material der Verdichterschaufeln 210 und gleichzeitig eine ausreichende Federelastizität aufweist. Andererseits kann zum Beispiel der weiter oben beschriebene Kern oder eine oder mehrere der mehreren Materialschichten, die mit der Materialschicht der radial innenliegenden Umfangsfläche 310 kombiniert den Ringeinsatz 300 bilden, ein Material umfassen, das dem Ringeinsatz 300 die nötige Federelastizität gibt. Bei der Materialauswahl kommen für alle Komponenten des Ringeinsatzes 300 der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele (z.B. die mehreren Schichten oder der Kern und die Beschichtung) alle Materialien in Frage, die die entsprechenden Eigenschaften aufweisen. Dies können sowohl metallische Materialein als auch nicht-metallische Materialein, wie zum Beispiel Kunststoffe, sein.
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Durch das Material mit federelastischen Eigenschafften hat auch der Ringeinsatz 300 selbst federelastische Eigenschaften und kann nach dem Prinzip eines Kolbenrings aufgebaut sein. In diesem Sinne ist der Ringeinsatz 300 über seinen Umfang nicht vollständig geschlossen, so dass er zusammengedrückt werden kann, um in die Nut 110 eingesetzt zu werden. Der Ringeinsatz 300 kann zum Beispiel, wie in 2 gezeigt, zwei versetzt zueinander und sich über die halbe Breite b des Ringeinsatzes 300 erstreckende Längsschlitze 320 und einen die beiden Längsschlitze 320 verbindenden Umfangsschlitz 330 umfassen. Dadurch wird ein sich axial überlappendes Profil in diesem Bereich gebildet. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Ringeinsatz mit entsprechenden Schlitzen so ausgebildet sein, dass sich in dem nicht geschlossenen Bereich ein radial überlappendes Profil ergibt. Alternativ kann ein einziger komplett durchgehender und in einer Ebene liegender Schlitz, durch die gesamte Breite b und Höhe h (siehe 3), vorgesehen sein. Alle diese offenen Profile in Kombination mit den federelastischen Eigenschaften des Ringeinsatzes 300 erlauben ein Zusammendrücken des Ringeinsatzes 300 bis zu einem gewissen Grad, so dass dieser in das Verdichtergehäuse 100 eingeführt werden kann und dann in die Nut 110 einrastet und dort fixiert ist, so wie in 1 dargestellt.
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Bezugnehmend auf das Ausführungsbeispiel des Ringeinsatzes der 3, kann die radial innenliegende Umfangsfläche 310 ein konvex gewölbtes Profil aufweisen. Ein konvexes Profil bedeutet mit Bezug auf den Ringeinsatz 300, dass eine nach radial innen, in Richtung der Drehachse 400, vorstehende Wölbung ausgebildet ist. Die Wölbung ist nur sehr leicht ausgeprägt. Zum Beispiel kann die Wölbung derart ausgebildet sein, dass sich der innere Durchmesser d2 des Ringeinsatzes 300 an einem Maximum der Wölbung gegenüber dem inneren Durchmesser d2 an den Kanten des Ringeinsatzes 300 um bis zu 0,5 mm verringert. Aufgrund der Wölbung kann es, insbesondere bei einem Einlaufvorgang des Verdichters 10, zum Kontakt zwischen den Schaufeln 210 des Verdichterrads 200 und dem Ringeinsatz 300 kommen, so dass die Schaufeln 210 Material an der radial innenliegenden Umfangsfläche 310 abtragen. Durch dieses Abtragen kann die Form der radial innenliegenden Umfangsfläche 310 des Ringeinsatzes 300 noch besser an die Außenkontur der Schaufeln 210 angepasst werden, so dass dann im Betrieb des Verdichters 10 der Spalt zwischen dem Ringeinsatz 300 und den Schaufeln 210 gegen Null gehen kann. Wie schon weiter oben erwähnt, kann ein kleinerer Spalt einerseits die Effizienz des Verdichters 10 und andererseits die Leistungsfähigkeit des Motors bzw. kompletten Antriebsstrangs erhöhen. Außerdem kann ein geringerer Spalt zu einem reduzierten Kraftstoffverbrauch beitragen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, selbst wenn es im Verlauf des späteren Betriebs des Verdichters 10 zu einem Kontakt zwischen den Schaufeln 210 des Verdichterrads 200 und dem Ringeinsatz 300 kommt, aufgrund des weicheren Materials des Ringeinsatzes 300 in diesem Bereich, Schäden am Verdichterrad 200 vermieden werden können. Dadurch kann die Lebensdauer des Verdichters 10 erhöht werden.
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Neben der bereits erwähnten Wölbung kann der Ringeinsatz 300 auch anderweitig ausgelegt sein, so dass es bei einem Einlaufvorgang des Verdichters 10 gezielt zu Kontakt zwischen zumindest einem Teil der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200 und dem Ringeinsatz 300 kommt, wodurch Material von einer radial innenliegenden Umfangsfläche 310 des Ringeinsatzes 300 abgetragen wird, so dass die Kontur des Ringeinsatzes 300 an der radial innenliegenden Umfangsfläche 310 exakt an die Kontur des Verdichterrads 200 (bzw. (einem Teil) der Schaufeln 210 des Verdichterrads 200) angepasst wird. Um einen Kontakt nur auf diesen Bereich zu beschränken, kann ein Innendurchmesser d1 des Verdichtergehäuses 100 im Bereich eines Verdichtereinlasses 130 größer sein als ein Innendurchmesser d2 des Ringeinsatzes 300 im eingebauten Zustand.
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Eine Breite b des Ringeinsatzes 300 (siehe 2 und 3) kann ungefähr zwischen 2 mm und 15 mm, insbesondere zwischen 3 und 12 mm liegen, wobei die Breite b eine axiale Erstreckung des Ringeinsatzes 300 definiert. Bei PKW-Turboladern kann die Breite b zum Beispiel bis zu 5 mm sein, wohingegen bei LKW-Turboladern die Breite b bis zu 12 mm betragen kann. Die Höhe h des Ringeinsatzes 300 (siehe 3) kann für PKW-Turbolader bis zu 2 mm betragen und für LKW-Turbolader bis zu 3 mm betragen.
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Die Erfindung umfasst außerdem eine Aufladevorrichtung mit einem Verdichter 10 gemäß irgendeiner der vorangehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Die Aufladevorrichtung kann ein Abgasturbolader sein und außerdem eine Turbine umfassen. Der Abgasturbolader kann ein elektrisch unterstützter Abgasturbolader sein und einen Elektromotor umfassen. Insbesondere kann der Abgasturbolader außerdem ein Lagergehäuse umfassen, wobei der Elektromotor im Bereich des Lagergehäuses zwischen der Turbine und dem Verdichter 10 angeordnet sein kann. Alternativ kann die Aufladevorrichtung einen Elektromotor umfassen und der Verdichter 10 rein elektrisch angetrieben werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung oben beschrieben wurde und in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, sollte verstanden werden, dass die Erfindung alternativ auch entsprechend der folgenden Ausführungsformen definiert werden kann:
- 1. Verdichter (10) für eine Aufladevorrichtung mit
einem Verdichtergehäuse (100);
einem Verdichterrad (200) mit einer Mehrzahl an Schaufeln (210), wobei das Verdichterrad (200) in dem Verdichtergehäuse (100) angeordnet ist;
gekennzeichnet durch einen Ringeinsatz (300), wobei der Ringeinsatz (300) in einer umlaufenden Nut (110) im Verdichtergehäuse (100) angeordnet ist, so dass der Ringeinsatz (300) zumindest Teile der Mehrzahl an Schaufeln (210) radial außen umlaufend umgibt.
- 2. Verdichter gemäß Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form einer radial innenliegenden Umfangsfläche (310) des Ringeinsatzes (300) an eine, durch zumindest einen Teil der Außenkanten, von zumindest einem Teil der Schaufeln (210) des Verdichterrads (200), beschriebene Kontur angepasst ist.
- 3. Verdichter gemäß Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringeinsatz (300) ein Material umfasst, das weicher ist als ein Material zumindest der Schaufeln (210) des Verdichterrads (200).
- 4. Verdichter gemäß Ausführungsform 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringeinsatz (300) komplett aus einem Material gefertigt ist, das weicher ist als das Material der Schaufeln (210) des Verdichterrads (200).
- 5. Verdichter gemäß Ausführungsform 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringeinsatz (300) mehrere Materialschichten umfasst, wobei zumindest die radial innenliegende Umfangsfläche (310) ein Material umfasst, das weicher ist als ein Material der Schaufeln (210) des Verdichterrads (200).
- 6. Verdichter gemäß Ausführungsform 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Materialschichten in radialer Richtung nach außen übereinander angeordnet sind.
- 7. Verdichter gemäß Ausführungsform 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringeinsatz (300) einen Kern umfasst, der beschichtet ist, wobei die Beschichtung ein Material umfasst, das weicher ist als das Material der Schaufeln (210) des Verdichterrads (200), insbesondere wobei ein Material des Kerns härter ist als das Material der Beschichtung.
- 8. Verdichter gemäß Ausführungsform 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung nur an der radial innenliegenden Umfangsfläche (310) des Ringeinsatzes (300) angeordnet ist.
- 9. Verdichter gemäß Ausführungsform 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung vollständig um den Kern des Ringeinsatzes (300) angeordnet ist.
- 10. Verdichter gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringeinsatz (300) ein Material umfasst, das federelastische Eigenschaften aufweist.
- 11. Verdichter gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringeinsatz (300) federelastische Eigenschaften aufweist und nach dem Prinzip eines Kolbenrings aufgebaut ist.
- 12. Verdichter gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial innenliegende Umfangsfläche (310) des Ringeinsatzes (300) ein konvex gewölbtes Profil aufweist.
- 13. Verdichter gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringeinsatz (300) ausgelegt ist, so dass es bei einem Einlaufvorgang des Verdichters (10) gezielt zu Kontakt zwischen zumindest einem Teil der Schaufeln (210) des Verdichterrads (200) und dem Ringeinsatz (300) kommt, so dass Material von einer radial innenliegenden Umfangsfläche (310) des Ringeinsatzes (300) abgetragen wird.
- 14. Verdichter gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (d1) des Verdichtergehäuses (100) im Bereich eines Verdichtereinlasses (130) größer ist als ein Innendurchmesser (d2) des Ringeinsatzes (300) im eingebauten Zustand.
- 15. Verdichter gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (b) des Ringeinsatzes (300), wobei die Breite (b) eine axiale Erstreckung des Ringeinsatzes (300) definiert, ungefähr zwischen 2 mm und 15 mm, insbesondere zwischen 3 mm und 12 mm ist.
- 16. Aufladevorrichtung mit einem Verdichter gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen.
- 17. Aufladevorrichtung gemäß Ausführungsform 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung ein Abgasturbolader ist und außerdem eine Turbine umfasst.
- 18. Aufladevorrichtung gemäß Ausführungsform 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasturbolader ein elektrisch unterstützter Abgasturbolader ist und einen Elektromotor umfasst, insbesondere wobei der Abgasturbolader außerdem ein Lagergehäuse umfasst, wobei der Elektromotor im Bereich des Lagergehäuses zwischen der Turbine und dem Verdichter angeordnet ist.
- 19. Aufladevorrichtung gemäß Ausführungsform 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung einen Elektromotor umfasst und der Verdichter (10) rein elektrisch angetrieben wird.
